尽管固态锂 (Li) 金属电池具有高能量密度和安全性，但现有的固态离子导体无法满足电池循环的严格要求。无机离子导体允许快速离子传输，但它们的刚性和脆性阻碍了与电极的良好界面接触。相反，锂金属稳定的聚合物离子导体通常提供更好的界面相容性和机械耐受性，但由于离子传输与聚合物链运动的耦合，通常离子导电性较差，美国马里兰大学胡良兵教授和美国布朗大学Yue Qi报告了通过分子通道工程实现高性能固体聚合物离子导体的一般策略。通过铜离子 (Cu²⁺ ) 与一维纤维素纳米纤丝的配位表明通常离子绝缘的纤维素内分子通道的开放能够使 Li ⁺离子沿着聚合物链快速传输。除了高 Li ⁺电导率外，Cu ²⁺配位纤维素离子导体还表现出高转移数（0.78）和宽范围的电化学稳定性（0-4.5 v），可以同时容纳锂金属负极和高压正极。这种一维离子导体还允许离子在厚 LiFePO₄态态正极中渗透，用于具有高能量密度的电池。此外，作者已经验证了这种分子通道工程方法与其他聚合物和阳离子的通用性，实现了类似的高电导率，其意义可能超出安全、高性能的固态电池。研究成果以“Copper-coordinated cellulose ion conductors for solid-state batteries”为题发表于Nature。